Telas endereçáveis de 7 segmentos: 10 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

De vez em quando, uma ideia clica em meu cérebro e penso, "como isso não foi feito antes?" e na maioria das vezes, realmente tem sido. No caso do "Display Endereçável de 7 Segmentos" - eu realmente não acho que tenha sido feito, pelo menos não assim.

Na maioria das vezes, as telas de 7 segmentos acabam sendo muito mais complicadas do que você imagina. Basicamente, você está apenas acendendo um monte de LEDs para exibir números ou letras. Isso significa que você precisa ter controle sobre cada segmento de cada dígito que possui, portanto, se você tiver 4 dígitos, serão 4 * 7 = 28 saídas! Sem mencionar a fiação e os resistores. Então, quando você começa a dirigir um monte deles, as coisas não parecem mais tão simples. Decidi criar uma maneira simples de ter tantos ou tão poucos monitores de 7 segmentos quanto você quiser, e eles são super modulares. Se você deseja 20 ou 2, você só precisa de uma linha de dados do Arduino para controlá-los. Acompanhe para ver como fiz isso, ou para fazer as suas, ou apenas saber como funcionam!

Se você não deseja fazer o seu próprio, ou apenas deseja apoiar os projetos de código aberto que eu crio, estou atualmente realizando uma campanha de crowdfunding para esses monitores em meu site!

Etapa 1: Assistir ao vídeo

Se você aprender melhor assistindo a vídeos, explico como os construí e como funcionam aqui.

Não se esqueça de se inscrever!

www.youtube.com/seanhodgins

Etapa 2: Obtenha as peças e ferramentas

Não há muitas peças, o que o torna ótimo, mas você terá que aceitar a soldagem de montagem em superfície.

Peças por display:

• 1 x PCB personalizado - Obtenha os arquivos do GitHub ou faça o pedido pelo PCBWay
• 3 x WS2811 - Adafruit
• Display de 1 x 7 segmentos - precisa ser ânodo comum! Sparkfun tem eles
• 3 x 33 OHM Resistor 0805 - Digikey
• 3 x 1uF Capacitor 0805 - Digikey
• 1 x Cabeçalho de ângulo reto de 3 pinos - Fêmea - Digikey
• 1 x Cabeçalho de ângulo reto de 3 pinos - Macho - Digikey

Ferramentas:

• Ferro de solda
• Forno de refluxo ou ar quente (opcional, mas mais fácil)
• Pasta de solda ou solda

Se você quiser pular a compilação e apenas comprar alguns, clique aqui

shop.idlehandsdev.com/products/addressable-7-segment-display

Etapa 3: Comece com componentes de montagem em superfície

No verso, aplique a pasta de solda. Todos esses são componentes realmente tolerantes, então seria um bom projeto começar se você nunca refluiu os componentes de montagem em superfície. Depois de aplicar a pasta de solda, coloque as tampas, resistores e, por fim, o WS2811. Siga as marcações no quadro.

Etapa 4: refluxo

Retire aquele ar quente ou refluxo do forno, aqueça-os até que toda a pasta de solda endureça. Se você não tiver ar quente ou forno de refluxo, pode usar um ferro de solda e solda. É mais tedioso, mas totalmente factível. Eu tenho um vídeo sobre isso se você quiser conhecer algumas técnicas. Confira aqui:

Etapa 5: adicione os cabeçalhos dos pinos

A ordem das etapas em que este Instructable está é importante. Os cabeçotes de pino precisam ser soldados a seguir, porque seus blocos logo estarão escondidos sob o componente da tela de 7 segmentos. O quadro mostra a direção em que os cabeçalhos de pino macho e fêmea vão. Tente torná-los retos!

Etapa 6: Solde a tela de 7 segmentos

Por último, temos que soldar o componente da tela de 7 segmentos. Certifique-se de que está na orientação correta seguindo a direção da serigrafia.

Quando terminar de soldar, limpe a placa com seu limpador favorito e pronto!

Etapa 7: Como funciona o hardware

O IC WS2811 é capaz de acionar 3 LEDs com corrente variável. Normalmente estes são LEDs vermelho, verde e azul para poder fazer milhares de cores diferentes. No caso da tela de 7 segmentos, estamos usando 3 WS2811s para controlar o brilho de 8 segmentos diferentes da tela de 7 segmentos. Dois dos WS2811s estão conectados a 3 segmentos e o último está conectado a 2 segmentos, restando um. O restante está conectado a um LED não preenchido, o que achei que poderia ser útil para alguma coisa.

A maneira como um WS2811 é endereçável é que ele pode passar dados de um WS2811 para outro. Portanto, quando você envia uma sequência de bits (dados), ele obtém suas próprias informações sobre quais LEDs acender e passa adiante algumas informações para os WS2811s seguintes até que todos tenham recebido as informações. Isso significa que este método de comunicação requer apenas uma única linha de dados. Uma vez que os dados foram recebidos para um único dígito, ele empurra os dados para os próximos três. Há um esquema muito simplificado na imagem acima. O fio verde livre é o que vai para a próxima tela.

Etapa 8: Como funciona o programa de demonstração

Eu rapidamente montei um programa Arduino para demonstrar como exibir coisas na tela endereçável de 7 segmentos. Ele utiliza a Biblioteca Adafruit NeoPixel para controlar o número de exibições. Basicamente, ele transforma cada dígito em 3 Neopixels. Você pode enviar um único dígito para uma única tela e controlar seu brilho simplesmente escrevendo:

writeDigit (DisplayNumber, Number, Brightness);

O número do display é o número da direita para a esquerda do display que você deseja escrever, começando com 0. O número é o número real que você deseja mostrar no display de 0-9, e o brilho é um valor de 0-255 para como brilhante você quer que seja.

Cada vez que você deseja atualizar as telas, você deve enviar:

segmentos.show ();

Como não há multiplexação acontecendo aqui, é realmente fácil fazer coisas como pulsar os números, escurecê-los, fazer animações interessantes.

Não existe uma biblioteca independente, mas posso estar trabalhando em uma em breve. Se você quiser contribuir com o projeto e escrever uma biblioteca, sinta-se à vontade para entrar em contato comigo que enviarei alguns monitores.

Etapa 9: Encadeie-os juntos

Segundo Prêmio no Concurso PCB